【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于注塑机和仿真，特别涉及一种注塑机开合模系统的可视化仿真模型建立方法及其可视化仿真模型系统。
技术介绍
1、注塑机作为机、电、液、控高度集成的一体化工业装备，开合模系统性能直接影响塑机工作效率和制品加工质量，装备性能存在优化空间，但人工调试经验依赖度高、成本昂贵，仿真技术则可以复现注塑机开合模系统，依赖本模型解决设备优化、节能、新设备设计研发等问题。
2、随着计算机软、硬件技术的飞速发展，计算机仿真技术也出现了从数值仿真向可视化仿真发展的趋向。在仿真技术中引入科学计算可视化技术和图形用户界面而形成的可视化仿真技术将不仅使仿真软件的用户界面十分友善，而且会使研究者把用户仿真计算过程中大量数据信息转换成可视信息。从而产生深刻的洞察力，使研究方式发生根本的变化。因此，本专利技术提出的注塑机开合模系统的可视化仿真模型建立方法及其系统，将仿真技术引入可视化技术和图形用户界面而形成可视化仿真技术，对注塑机开合模仿真参数进行仿真与建模，以可视化形式进行注塑机开合模仿真参数设置和结果展示，为设备故障诊断提供理论基础。
技术实现思路
1、针对现有技术的不足，本专利技术提供了一种注塑机开合模系统的可视化仿真模型建立方法，以可视化形式进行注塑机开合模仿真参数设置和结果展示，使用直观可视的方式对模型仿真，便于更新测试和方案验证，也为设备故障诊断提供理论基础。
2、为实现上述目的，本专利技术公开了如下技术方案：
3、一种注塑机开合模系统的可视化仿真模型建立方法
4、s1：分析注塑机开合模系统，获得注塑机输入参数x和可视化仿真模型的基本参数y；所述可视化仿真模型的基本参数y，具体为；
5、y＝[te，p1，f，k，ff]；
6、其中，y为可视化仿真模型的基本参数；te为伺服电机参数；p1，为油缸参数；f为控制阀参数；k为拉压刚度参数；ff为摩擦力参数；
7、s2：分析处理注塑机开合模系统的可视化仿真模型参数；
8、所述伺服电机参数te为伺服电机电磁转矩，根据伺服电机运动方程获得，计算具体为：
9、
10、其中，te为伺服电机参数；pn为伺服电机的极对数；ψf为转子永磁体磁链；iq为定子q轴的电枢电流；ld为定子d轴电感；lq为定子q轴电感；id为定子d轴的电枢电流；
11、所述油缸参数p1通过无杆腔压力方程确定，具体为：
12、
13、其中，p1为油缸参数；q1为无杆腔流量；a1为无杆腔有效工作面积；x为油缸位移；为油缸速度；βe为油液体积弹性模量；v10为油缸初始体积；t为时间参数；
14、所述控制阀参数f为控制阀的阀芯上受力，获取方法具体为：
15、f＝fk+ff+fc+f1+f2+fm；
16、其中，f为控制阀参数；fk为阀芯所受弹簧力；ff为阀芯所受摩擦力；fc为阀芯所受粘性阻尼力；f1为稳态液动力；f2为瞬态液动力；fm为惯性力；
17、所述拉压刚度参数k是通过拉杆变形产生锁模力，需要对关键变形件进行柔性体设置，等效拉压刚度系数k等效通过拉杆变形产生锁模力，需要对关键变形件进行柔性体设置，考虑拉杆、模具的压缩变形，根据材料本身力学性能，获得等效刚度，从而得到的拉压刚度参数k，具体为：
18、
19、其中，k为拉压刚度参数；k等效为等效拉压刚度系数；e为拉杆弹性模量；a为拉杆横截面积；l为拉杆长度；
20、所述摩擦力参数ff是一个机构等效摩擦力，获取方法具体为：
21、ff＝f等效；
22、其中，ff为摩擦力参数；f等效为机构等效摩擦力；
23、s3：构建注塑机开合模系统可视化仿真模型；
24、根据步骤s2得到的伺服电机参数te、油缸参数p1、控制阀参数f、拉压刚度参数k和摩擦力参数ff，在amesim中进行可视化仿真模型开发；输入步骤s1中的注塑机输入参数x完成注塑机开合模系统仿真。
25、可优选的是，所述步骤s2中的伺服电机运动方程，具体为：
26、
27、其中，tl为电机轴负载转矩；jl为等效转动惯量；ωm为电机机械角速度；d为电机阻尼系数。
28、可优选的是，所述步骤s2中的无杆腔压力方程通过活塞杆力平衡方程获得，具体为：
29、
30、其中，v为油缸速度；b为粘性阻尼系数；ff为摩擦力；fl为负载力；p2为有杆腔压力；a2为有杆腔有效面积；p1为无杆腔压力；a1为无杆腔有效面积；m为油缸质量。
31、可优选的是，所述步骤s2中控制阀是通过油缸位置控制来建立阀切换逻辑的，具体为：
32、
33、其中，u1为油缸位移；u2为主阀信号；y为控制阀状态；a1为控制阀开启；a2为控制阀关闭；c1为油缸位移下限；c2为油缸位移上限。
34、可优选的是，所述步骤s2中机构等效摩擦力f等效根据力平衡方程获得；具体过程为控制锁模油缸匀速运动，在平衡状态下，测试运动过程中两腔压力值，从而得到机构等效摩擦力数值f等效，具体为：
35、f等效＝p1a1-p2a2-ma；
36、其中，a为油缸加速度。
37、一种注塑机开合模系统可视化仿真模型系统，其特征在于：其包括：伺服电机模块、油泵模块、油缸模块、开关阀模块、差动阀、安全阀模块和刹车阀模块；
38、所述伺服电机模块为转速闭环系统，靠转速变化控制机构运动，用于作为模型动力源；
39、所述油泵模块由热液压库搭建，开合模动作液压系统动力源为内啮合定排量齿轮泵，与伺服电机配合使用，通过调节电机转速，从而实现注塑机对不同油液排量的调节；
40、所述油缸模块用于驱动模板完成开合模动作；
41、所述开关阀模块和差动阀是内控外泄式电液换向阀，包括先导阀和主阀，先导阀和主阀均为滑阀阀芯，用于复现阀的流量特性，模拟开关阀在油路的压力损失；
42、所述安全阀模块包括先导阀和主阀，先导阀控制油来源于内部，主阀是插装阀，用于在注塑机开合模动作中起到主动保护左右；
43、所述刹车阀模块包括先导阀和主阀，在开模过程发挥作用，用于防止因拉杆恢复变形产生的弹性势能使动模板弹开。
44、可优选的是，所述可视化仿真模型系统还包括两个模块：python调用模块和unity可视化仿真模块；
45、所述python调用模块用于引入amesim模块，读取仿真模型所在路径，更改求解器参数以及修改模型元件参数；
46、所述unity可视化仿真模块通过平台unity调用python脚本，使用python对仿真模型进行调用、调参和仿真执行；unity可视化仿真模块调用的数据以折线图形式展示。
47、可优选的是，所述更改求解器参数以及修改模型元件参数包括三种模式，具体为：
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【技术保护点】
1.一种注塑机开合模系统的可视化仿真模型建立方法，其特征在于：其包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的注塑机开合模系统的可视化仿真模型建立方法，其特征在于：所述步骤S2中的伺服电机运动方程，具体为：
3.根据权利要求1所述的注塑机开合模系统的可视化仿真模型建立方法，其特征在于：所述步骤S2中的无杆腔压力方程通过活塞杆力平衡方程获得，具体为：
4.根据权利要求1所述的注塑机开合模系统的可视化仿真模型建立方法，其特征在于：所述步骤S2中控制阀是通过油缸位置控制来建立阀切换逻辑的，具体为：
5.根据权利要求1所述的注塑机开合模系统的可视化仿真模型建立方法，其特征在于：所述步骤S2中机构等效摩擦力f等效根据力平衡方程获得；具体过程为控制锁模油缸匀速运动，在平衡状态下，测试运动过程中两腔压力值，从而得到机构等效摩擦力数值f等效，具体为：
6.一种注塑机开合模系统可视化仿真模型系统，其特征在于：其包括：伺服电机模块、油泵模块、油缸模块、开关阀模块、差动阀、安全阀模块和刹车阀模块；
7.根据权利要求6所述的注塑机开合模系
8.根据权利要求7所述的注塑机开合模系统可视化仿真模型系统，其特征在于：所述更改求解器参数以及修改模型元件参数包括三种模式，具体为：
...【技术特征摘要】
1.一种注塑机开合模系统的可视化仿真模型建立方法，其特征在于：其包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的注塑机开合模系统的可视化仿真模型建立方法，其特征在于：所述步骤s2中的伺服电机运动方程，具体为：
3.根据权利要求1所述的注塑机开合模系统的可视化仿真模型建立方法，其特征在于：所述步骤s2中的无杆腔压力方程通过活塞杆力平衡方程获得，具体为：
4.根据权利要求1所述的注塑机开合模系统的可视化仿真模型建立方法，其特征在于：所述步骤s2中控制阀是通过油缸位置控制来建立阀切换逻辑的，具体为：
5.根据权利要求1所述的注塑机开合模系统的可视化仿真模型建立方法，其特征在于：所述步骤s2...
【专利技术属性】
技术研发人员：翟富刚，张振，李东，王炜博，苏计兴，
申请(专利权)人：燕山大学，
类型：发明
国别省市：
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